JP2002301611A

JP2002301611A - 深穴加工用ドリル

Info

Publication number: JP2002301611A
Application number: JP2001108031A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Omi; 諭近江; Takashi Uejima; 隆司上島; Minoru Doi; 稔土肥
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2002-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】穴加工深さがドリル直径の１０〜２５倍程度の
深穴の加工用ドリルの切屑排出性を解決したドリルを提
供することを目的とする。【構成】深穴を加工するツイストドリルにおいて、該ド
リルの刃部の心厚が先端側から基端側に向けて、厚みが
略一定の第一心厚部、第二心厚部とを備え、第一心厚部
の心厚を第二心厚部の心厚より大としたことを特徴とす
る深穴用ドリルである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工深さがドリル直径
の１０〜２５倍程度の深穴の加工用ドリルに関し、詳細
には、切屑排出作用を円滑にすることにより、ノンステ
ップで加工できる深穴加工用ドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に用いられているドリル径の２〜
３倍程度の通常の穴加工用ドリルでは、切屑がカールし
た連続切屑が生成され、ドリル径の５倍程度の加工深さ
で、切屑の排出が不能となり、切り屑排出溝中に詰まる
事で切削トルクの増大を招き、しいてはドリルの折損に
至る。そこで、直径の５倍以上の深さを加工する場合、
溝形状を通常のコーンケーブからパラボリックにした深
穴用ドリルが用いられ（例として、実公平３−３３３７
５号公報）、切屑の排出方向をリード方向に制御し、リ
ボン状切屑形状にする事で穴内壁とドリル溝との空間か
ら切屑を排出しやすくし、ドリル径の１０倍程度までノ
ンステップ加工できる深穴用ドリルが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、ドリル直
径の１０〜２５倍以上の深穴をノンステップで加工でき
るツイストドリルを検討したところ、切り屑排出、特
に、切り屑排出は刃溝の中途で切り屑詰まりを起こし、
一度、切り屑が滞留すると、そのまま留まってしまい、
ステップ送り等、別の工程を入れて、排出しなければな
らない、と言う課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願発明では、上記の課
題を解決するため、ドリル径の１０倍以上の深穴をノン
ステップで加工できるツイストドリルを研究した結果、
深穴を加工するツイストドリルにおいて、該ドリルの刃
部の心厚が先端側から基端側に向けて、厚みが略一定の
第一心厚部、第二心厚部とを備え、第一心厚部の心厚を
第二心厚部の心厚より大としたことを特徴とする深穴加
工用ドリルである。また、第一心厚部の心厚と第二心厚
部の心厚との差をドリル径の２％以上小さく、更に第一
心厚部の長さをドリルリードの１／２以上５以下と設け
ることにより切り屑排出性を高めた深穴加工用ドリルで
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】先ず、深穴加工時に切り屑詰まり
が発生するのは、刃溝の中途であり、本願発明では、ド
リル先端部から一定距離迄の心厚（以下、第一心厚部と
称する。）より、ドリル溝切り上り部を除く、ドリル溝
の後端側の心厚（以下、第二心厚部と称する。）を小さ
くした。この構成により、刃溝の容積を拡げ、溝を拡幅
することもてき、切り屑詰まりを起こしにくくなる。

【０００６】ドリルによる穴加工では、先端切れ刃で切
削された切屑は、先端切れ刃より後方のドリル直径の約
０．５倍程度の長さの位置でドリル溝と穴内壁により、
曲げや圧縮作用を受け、切屑の形状ならびに切屑体積が
ドリル溝と穴内壁に収まる形に成形される。形成された
切屑は、ドリルの切削力により溝中に順次押し出される
が、ドリル溝と穴内壁の摩擦抵抗により、切屑の押し出
される力は減じ、穴深さが深くなるに従って、やがては
切屑を押し出す力は失われ切削詰まりを起こす。この切
屑詰まりを起こす深さが深穴用ドリルではドリル径の８
〜１０倍である。この付近で、刃溝容積を拡大すること
により、切屑を押し出す力を阻害する摩耗抵抗をより減
じる事で改善が図られる。

【０００７】より好ましくは、第二心厚部と第一心厚部
の差をドリル直径の２％以上とすることによりこの作用
を確実なものとする。ドリルの第一心厚部と第二心厚部
の心厚の差がドリル径の２％以下では、切屑を押し出す
際のドリル溝と穴内壁の摩擦抵抗を減ずる事が出来ず、
ドリル径の１０〜１５倍程度の穴深さで切屑詰まりが発
生し、心厚の差が大きくなると、相対的に第二心厚部の
心厚が薄くなり、ドリルの剛性が不足し、加工時にドリ
ルがたわんだり、柄部に与えられた回転トルクを切刃に
充分に伝達できず、ドリルに捩れが生ずる為、ドリル心
厚の差を２％以上とした。好ましくは２〜１５％程度、
更に好ましくは２〜８％である。また、第一心厚部、第
二心厚部の心厚の略一定とは、回転軸と略平行に設けて
も、通常のウェブテーパでも、逆のウェブテーパであっ
ても良く、また、ドリル製作上の都合により発生する１
００ｍｍにつき±０．２ｍｍ程度の勾配なら、切屑の押
し出す力を大幅に減じたり、ドリル剛性を大きく損なう
事はない。

【０００８】更に、第一心厚部の長さは、ドリルリード
の１／２以下では、切刃で生成された切屑の方向を整え
る事が出来ず、起点の位置がドリルリードの５リード以
上では、ドリル溝と穴内壁による切屑擦過の摩擦が大き
く、切屑詰まりを解消できないため、第一心厚部の長さ
は、ドリルリードの１／２以上５以下の範囲とした。

【０００９】また、心厚を変化させるに伴い、刃溝底部
でのつなぎは、段差を滑らかに継いだ階段状とすること
により、穴加工時の応力等の集中による折損を防止す
る。また、刃溝の形状も同様に、刃溝の容積を拡げた
り、拡幅でき、切り屑形態は既に第一心厚部で決まって
いるため、切り屑排出性を考慮し、溝形状を概相似形に
する事で溝途中での切屑の方向が乱れる事を阻止してい
る。更に、該第一心厚部を２段以上とすることにより、
多数の階段状で構成しても同様な効果が得られる。ま
た、第二心厚部においては、より刃溝を拡げるため、軸
直角断面ですくい面をドリル径の１〜２５％回転方向後
方側に、直線状或いは曲線状に傾斜させても良い。以下
実施例に基づき本発明を具体的に説明する。

【００１０】

【実施例】本発明例として、図１に示すパラボリック溝
で、図２に示す心厚構成を有したコバルトハイス製スト
レートシャンク深穴ドリル（ドリル直径＝６．０ｍｍ、
溝長＝２００ｍｍ、全長＝２５０ｍｍ、第一心厚部＝
０．４×Ｄ、第二心厚部＝０．３６×Ｄ、第一心厚部の
長さ＝０．７５リード、ドリル捩れ角＝４０°、表面処
理＝酸化被膜処理）を５本用いて、切削速度＝１５ｍ／
ｍｉｎ、１回転の送り量＝０．０７２ｍｍ／ｒｅｖ、水
溶性切削油、立型マシニングセンター（３．７ｋｗ、Ｂ
Ｔ３０）を用い、Ｓ５０Ｃ生材をノンステップで立型マ
シニングセンターの電流計が５０％ロードを越える地点
（切屑が詰まってロードが上昇する）まで、加工出来た
穴深さとその時の切屑の状態を各１０穴加工して調べ
た。尚、比較の為、コバルトハイス製ストレートシャン
ク深穴ドリル（ドリル直径＝６．０ｍｍ、溝長＝２００
ｍｍ、全長＝２５０ｍｍ、ドリル心厚０．４Ｄの平行心
厚、ドリル捩れ角＝４０°、表面処理＝酸化被膜処理）
も試験を５本行い、同様にその結果を示す。

【００１１】本発明例では、各々の平均で、２５Ｄ、２
５Ｄ、２５Ｄ、２５Ｄ、２５Ｄで有り、ステップ送りな
しで２５倍の深穴加工を行うことができ、形成された切
り屑は、図３に示すようにリボン状であり切り屑排出に
障害とならない良好な形態を示した。また、比較例で
は、各々の平均で１０.６Ｄ、１０.４Ｄ、１０.６Ｄ、
１０.２Ｄ、１０.３Ｄまでの加工しかできず、いずれも
切り屑詰まりにより、折損の危険があり、立型マシニン
グセンターの電流計の値５０％オーバーの加工深さで試
験を中止した。形成された切り屑は、図４に示すようで
あり、切り屑排出の障害となった。また、上述の実施例
においては高速度鋼を用いて説明したが、これに限定さ
れることなく、超硬ソリッドタイプやスローアウェイタ
イプのドリル等であっても、同様に本発明を適用でき
る。

【００１２】

【発明の効果】本願発明を適用することにより第二心厚
部の刃溝及び穴内壁と切屑の摩擦を減少し、切屑の押し
出す力を長く維持出来るため、ノンステップでドリル直
径の２０倍以上の切削加工が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明例のドリルの正面図を示す。

【図２】図２は、図１の心厚構成を示す。

【図３】図３は、本発明例の切屑形態を示す。

【図４】図４は、比較例の切屑形態を示す。

【符号の説明】

１第一心厚部の長さ２第二心厚部の長さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】深穴を加工するツイストドリルにおいて、
該ドリルの刃部の心厚が先端側から基端側に向けて、厚
みが略一定の第一心厚部、第二心厚部とを備え、第一心
厚部の心厚を第二心厚部の心厚より大としたことを特徴
とする深穴加工用ドリル。
【請求項２】請求項１記載の深穴加工用ドリルにおい
て、該第二心厚部の心厚は該第一心厚部の心厚よりドリ
ル径の２％以上、小さくしたことを特徴とする深穴加工
用ドリル。
【請求項３】請求項１記載の深穴加工用ドリルにおい
て、該第一心厚部の長さをドリルリードの１／２以上５
以下としたこと事を特徴とする深穴加工用ドリル。
【請求項４】請求項１乃至２記載の深穴加工用ドリルに
おいて、該ドリルの溝形状が、溝切り上り部を除き、溝
全般にわたり概相似形である事を特徴とする深穴加工用
ドリル。
【請求項５】請求項１乃至４記載の深穴加工用ドリルに
おいて、該第一心厚部を２段以上の階段状としたことを
特徴とする深穴加工用ドリル。
【請求項６】請求項１乃至５記載の深穴加工用ドリルに
おいて、第二心厚部の軸直角断面で、すくい面をドリル
径の１〜２５％回転方向後方側に、直線状或いは曲線状
に傾斜させたことを特徴とする深穴加工用ドリル。